CN207067056U - 便携式流场型电极重金属离子检测装置及电极卡片 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种由电极卡片与薄层流动池组装的便携式流场型电极重金属离子检测装置，电极卡片表面具有三个纯平面的全固态电极，即工作电极、对电极和参比电极；电极卡片可插拔的密合插入所述薄层流动池的卡槽中，电极卡片表面的工作区伸入薄层流动池内的微通道，三个电极在所述工作区内沿待测溶液的流场分布。本实用新型通过分析微通道中的流场设计三个电极分布的形状，可在ASV分析的富集过程中获得较长的作用时间和比较理想的稳定性，有助于提高检测的灵敏度和重现性。本实用新型实施例还提供了用于上述检测装置的具有流场型电极的电极卡片。

Description

便携式流场型电极重金属离子检测装置及电极卡片

技术领域

本实用新型涉及环境检测技术领域，特别涉及一种便携式流场型电极重金属离子检测装置，可用于阳极溶出伏安分析快速检出溶液中痕量重金属离子。本实用新型还提供了一种用于该检测装置的具有流场型电极的电极卡片。

背景技术

全球电子电气工业发展产生的大量电子垃圾造成了严重的环境污染问题，对全球的生态环境带来了严峻的挑战。近年来，各国纷纷积极采取措施以控制电子产品对生态环境造成的污染和破坏。如欧盟发布的RoHS指令，限制在进入欧盟市场的电子电器设备中使用某些有害物质，基本上涵盖了日常生活中可能使用到的所有电子电气设备类别，被限制的有害物质包含铅（Pb）﹑镉（Cd）和汞（Hg）等重金属。

目前，虽然电器产品的前处理技术已经非常成熟，比如采用微波消解技术在实现批量处理的同时，其设备对环境场地要求不高，可以用于现场检测；电器产品消解后，需要对溶液中的重金属含量进行检测分析，传统的元素测试方法有原子吸收分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法，但这些方法的检测仪器需要较大的工作空间和适合的工作环境，对电源要求较高，需要通风系统、气瓶等配套装置，有的还需要循环冷却水系统。上述检测装置多为大型仪器，总体而言成本高昂，检测样品消耗量大，且耗费人力，不适合现场快速检测，致使重金属离子现场检测效率难以提高。阳极溶出伏安法（Anodic StrippingVoltammetry，ASV）作为一种电化学分析方法，其检出限可达ppb-ppt级，完全满足重金属离子检测的灵敏度需要，以ASV为基础实现重金属离子现场快速检测为可期待的技术发展方向。

传统的ASV重金属离子检测装置为烧杯中的三电极系统，三电极由工作电极（多为悬汞或汞膜电极）、对电极（多为条状铂丝电极）和参比电极（多为棒状甘汞电极或银-氯化银电极）组成，烧杯中盛放待测重金属离子溶液；检测时，通过电极间施加电压，先进行预电解，使溶液中的重金属离子还原析出为金属富集在工作电极表面；再进行溶出，使沉积于工作电极表面的待测重金属氧化为离子而溶出，通过溶出伏安曲线上得到的电流峰值可测定待测重金属离子的浓度；尽管使用上述传统装置进行ASV分析也可检测样品溶液中的痕量重金属离子，但检测过程却存在试样溶液消耗量大、预电解时间长、检测结果重现性差的缺点。

Zhiwei Zou和Am Jang等人的研究公开了一种用于原位重金属离子检测的实验室芯片传感器，该传感器将两组小型的传感器电极串联设置于微通道内；微通道为一鞍形的薄层空腔，两端点处分别设置直通的待测溶液进口和出口；每组电极均为三电极系统，其中工作电极为铋电极，对电极为金电极，参比电极为银-氯化银电极，连接各电极的引线排列形成触点区。上述芯片传感器检测装置利用微机电系统技术，基于芯片实验室的理念，实现了ASV检测仪器小型化，避免了汞电极的使用对环境造成污染；但上述检测装置两组电极串联的设计，完全没有考虑流场分布与电极有效工作面的关系，不仅更加延长了富集操作时间，也增加了产生误差的环节。

针对上述具有薄层微区的重金属离子检测装置存在的不足，为更好的实现大批量样品的重金属离子现场快速检测，需要对检测装置进行改进，以提高ASV分析过程中重金属在检测装置电极表面富集的效率。

实用新型内容

本实用新型针对现有的具有微通道的重金属离子检测装置在ASV分析过程中存在的金属在电极上富集效率不高的技术问题，提供了一种新型的便携式流场型电极重金属离子检测装置及电极卡片，通过对电极优化形成流场型电极，可有效提高电极表面金属的富集效率。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种便携式流场型电极重金属离子检测装置，包括微通道和伸入所述微通道中的三个电极，所述三个电极分别为工作电极、对电极和参比电极，其中：

所述微通道为设置于薄层流动池中的一个薄层状空腔；所述三个电极为设置在一个电极卡片的基片上的平面全固态电极；所述薄层流动池在所述微通道的两端设置有连通外部的进液管道和出液管道，所述薄层流动池还包括所述薄层状空腔下方设置的匹配所述电极卡片形状的卡槽；所述电极卡片可插拔的密合插入所述薄层流动池的所述卡槽中，所述电极卡片表面落入所述微通道的区域为工作区，所述三个电极在所述工作区内沿待测溶液的流场分布，所述三个电极的接触脚伸出所述卡槽之外。电极卡片可插拔的设计，可根据连续工作需要实现电极卡片的自由更换，避免样品间的交叉污染；工作时通过接触脚为电极卡片上的三个电极施加电压，同时检测电极间的电流。

优选地，所述微通道的薄层状空腔设置为鞍形，所述进液管道和出液管道分别沿切线方向连接在所述薄层状空腔的两个顶端；此时，所述微通道内的待测溶液的所述流场为S形，所述三个电极在所述工作区内沿所述S形流场分布。所述微通道的薄层状空腔的形状可根据需要做出多种选择，除鞍形外还可选用矩形、椭圆形或圆形等形状。

进一步优选地，所述三个电极在所述工作区内分布于所述S形流场的前半区、后半区或整个区域；其中，所述三个电极在所述工作区内的可以呈串联式设置，也可以呈并联式设置。

作为前述技术方案的优选，将所述三个电极边缘的尖角进行修圆处理，可选的，三个电极导电连接部分的边缘也设置为圆滑的曲线。

作为前述技术方案的优选，所述工作电极和参比电极的宽度大于对电极。

作为前述技术方案的优选，所述进液管道和出液管道具有凸出的管道口。

本实用新型实施例还提供了一种电极卡片，在前述技术方案中使用，与所述薄层流动池组装形成所述便携式流场型电极重金属离子检测装置。

本实用新型上述实施例的技术方案，通过分析薄层微区型的微通道中的流场对检测装置中的三个电极进行改造，使电极在微通道中沿所述流场分布，形成具有流场型电极的重金属离子检测装置，其有益效果如下：

1.本实用新型实施例的检测装置中，电极卡片的三电极设计为随流场分布的形状，如S形，区别于直线形或圆形等传统的电极分布形状，可在ASV分析的富集过程中获得较长的作用时间和比较理想的稳定性，有助于提高检测的灵敏度和重现性；

2.由于本电极需要在工作在流动状态下的富集和静止状态下的溶出两个工作状态下，本实用新型实施例加大了工作电极和参比电极的面积，可提高流动状态下的工作效率；

3. 本实用新型实施例对检测装置中电极卡片的电极尖锐处进行了修圆处理，可避免尖端效应的产生；又将电极卡片上的导电连接部分修改为圆滑的曲线，可在丝网印刷制作工艺中节约导电油墨的用量，降低制作成本。

附图说明

图1为ASV分析原理示意图；

图2为传统三电极系统的ASV检测装置示意图；

图3为本实用新型实施例的便携式流场型电极重金属离子检测装置的立体图；

图4为图3检测装置的立体结构透视图；

图5为图3检测装置的薄层流动池的结构示意图，其中，图5a为薄层流动池的立体结构透视图，图5b为图5a中薄层流动池的A-A剖视图；

图6为图3检测装置中具有三个电极的电极卡片的结构示意图，其中，图6a为电极卡片的立体图，图6b为电极卡片的俯视图；

图7为图3检测装置的组装结构示意图；

图8为常规形状的三个电极的结构示意图；

图9为在图5a所示检测装置的鞍形薄层空腔中A方向视角的流场分布示意图；

图10为本实用新型实施例的串联式的流场型电极的结构示意图，三个电极并联设置并沿S形流场分布，其中，图10a中电极形状为S形上半部，图10b中电极形状为S形下半部，图10c中电极形状为整个S形；

图11为本实用新型实施例的并联式的流场型电极的结构示意图，三个电极串联设置并沿S形流场分布，其中，图11a中电极形状为S形上半部，图11b中电极形状为S形下半部，图11c中电极形状为整个S形；

图12为本实用新型实施例的修圆后流场型电极的结构示意图，其中，图12a至12c为串联式的电极，图12d至12f为并联式的电极；

图13为本实用新型实施例的电极卡片在丝网印刷中的分层结构示意图。

［主要元件符号说明］

c1-烧杯；c2-盖板；c3-待测溶液；WE-碳钢工作电极；CE-不锈钢板辅助电极；RE-参比电极；c4-无纺布；

1-薄层流动池；11-微通道；12-进液管道；13-出液管道；14-卡槽；2-电极卡片；21-基片；22-工作区；23-参比电极；24-工作电极；25-对电极；26-接触脚；Z-S形流场；Z1-第一理想区；Z2-第二理想区。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型采用阳极溶出伏安法检测溶液中重金属离子浓度，该检测方法属于电化学分析中伏安法的一种，在伏安法的基础上结合控制电位电解富集形成了溶出伏安法，其检出限可达ppb~ppt级，并可适用于30多种元素的分析检测。溶出伏安法分析过程分为富集（预电解）和溶出两个部分，根据不同电极上发生的溶出反应，分为阳极溶出伏安法（ASV）和阴极溶出伏安法（CSV）。其中，ASV适于测定金属离子，以其极低的成本与高灵敏度，成为重金属检测的常用方法。

通常的ASV检测原理如图1所示伏安曲线，首先以工作电极作为阴极进行预电解，控制阴极电位在待测重金属离子Mⁿ⁺的极限扩散电流电位范围内（一般比半波电位E _1/2负0.2~0.3V，对应于图1中的D位置），使Mⁿ⁺还原为金属在工作电极上富集；预电解完成后，在对电极继续施加电压的情况下，停止搅拌，静置后开始进行溶出，将工作电极的电位由负向正方向等速扫描，此时沉积在工作电极上的M金属重新被阳极氧化成离子Mⁿ⁺进入溶液；在溶出过程记录溶出电流，并对电位作图，根据溶出时的伏安曲线的峰高即可确定待测金属物质的浓度。

一种现有的ASV装置如图2所示，将碳钢工作电极WE、参比电极RE和包裹无纺布c4的不锈钢板辅助电极CE组成的三电极系统插入盛有含痕量重金属离子的待测溶液c3的烧杯c1中进行检测；检测时，先在工作电极和参比电极之间加电压，当工作电极电位超过待测重金属离子的析出电势时，溶液中的重金属离子在工作电极表面还原析出（类似于电解或电镀过程），工作电极上电势施加时间越长，还原出来沉积在其表面的金属越多，得到图1中电流负向区域的富集伏安曲线；当有足够的金属富集时，在待测溶液保持一定时间静置后，进行溶出过程：向工作电极增加正向电压，沉积于工作电极表面的金属将氧化溶出，持续测量该过程中工作电极和对电极所构成回路中的电流并记录工作电极的相应电位，得到图1中电流正向区域的溶出伏安曲线，可测得一个μA级或更小的峰值电流i _p ，若控制所有操作条件高度一致，则该峰值电流i _p 的大小仅与溶液中待测金属离子的浓度呈线性正相关，通过与相同条件下的标准溶液对比得出待测浓度。使用上述传统的ASV检测装置可检测样品溶液中的痕量重金属离子，具有较高的灵敏度。但通常在烧杯中进行的检测却存在试样溶液用量大、预电解时间长、重现性差等诸多缺陷。

随着微流控技术的发展及检测装置小型化的需求，出现了用于重金属离子ASV检测的微流控检测装置，可有效克服前述传统ASV装置在检测中存在的部分缺陷；该微流控检测装置将微通道与芯片传感器结合，将分析检测的各个过程集合在微通道中的芯片传感器上完成；微通道的小尺度不仅使得分析设备在整体尺寸上微型化，也带来了很多微米和纳米效应，使其与传统的分析系统相比，分析性能有了显著的提高。但目前的微流控检测装置，电极设计简单，未充分考虑电极形状与检测效率的关系，不仅更加延长了富集操作时间，也增加了产生误差的环节。

本实用新型技术方案针对现有的ASV检测装置存在的不足，通过分析薄层微区型的微通道中的流场对组成检测装置的电极卡片上的三个电极进行改造，使电极在微通道中沿所述流场分布。

为了实现上述技术方案，如图3至图7所示，本实用新型的实施例提供了一种便携式流场型电极重金属离子检测装置。该检测装置由电极卡片2和薄层流动池1两部分组装而成，如图3所示为组装后的检测装置，如图4所示为其内部结构，组装后的检测装置内含微通道11和伸入微通道11中的三个电极，微通道11为设置于薄层流动池1中的一个薄层状空腔；薄层流动池1在微通道11的两端设置有连通外部的进液管道12和出液管道13，薄层流动池1还包括薄层状空腔下方设置的匹配电极卡片2形状的卡槽14，薄层流动池1的形状机构如图5a和图5b所示；

电极卡片2的一种实施方式如图6a和图6b所示，三个电极为设置在一个电极卡片2的基片21上的平面全固态电极，本实施例中三个条状的电极自左至右依次为对电极25、工作电极24和参比电极23；电极卡片2能够可插拔的密合插入薄层流动池1的卡槽14中，电极卡片2完全插入卡槽14后，电极卡片2表面位于微通道11中的区域为工作区22，三个电极在工作区22内沿待测溶液的流场分布，三个电极的接触脚26伸出微通道11之外，电极卡片2与薄层流动池1的组装配合方式如图7所示。

薄层流动池1整体外形通常设计为长方体，也可以设计为其它形状，只要其内部便于容纳微通道11等结构即可；为便于在检测过程中控制内部液体流动，本实施例中薄层流动池1采用透明材质制作，也可根据实际需要选择非透明材质。

本实施例中，如图4和图5所示，微通道11的空腔中段为矩形，两端头为半圆形的，整体呈现鞍形；本实用新型检测装置的微通道并不限于所述的鞍形，在薄层状空腔结构的基础上，还可设计为矩形、圆形、椭圆形等多种形状，其中以矩形和鞍形最为常用。

进液管道12和出液管道13分别连接在该微通道11的鞍形空腔的两顶端，连接点管口方向与该点的空腔边缘相切，两个管道由微通道11通向薄层流动池1的外部，在外壁上形成凸出的管道口，管道的内径小于等于微通道11厚度；进液管道和出液管道与微通道的连接位置和管口方向也具有多种选择，通常进液管道和出液管道分别连接在微通道的空腔长度方向的两端，以有利于溶液顺畅地流经整个微通道，管口方向通常设计为连接点处空腔边缘的法线或切线方向，也可以根据实际需要选择其它方向。

当微通道11的空腔为鞍形，进液管道12和出液管道13分别连接在鞍形空腔的两顶端且管口方向与连接点处的空腔边缘相切时，待测溶液在微通道中流动顺滑且流速适中，溶液中待测重金属离子的扩散层厚度较大，反应物有充分的时间在电极表面沉积，利于重金属离子还原为金属并在工作电极上富集，因此，上述微通道和管道的结构为本实用新型检测装置较佳的实施方式，以下实施例中均以鞍形为基本的微通道形状进行说明。

本实施例中，微通道11下方具有一个通向薄层流动池1外壁的矩形薄片状的卡槽14，该卡槽14的形状尺寸与本实施例中所用的电极卡片2相匹配，电极卡片2插入卡槽14时可形成密合，插入的电极卡片2可方便的拔出实现更换；当电极卡片2插入卡槽14到底时，工作区22完全位于微通道11内，工作区22的区域内包含了三个电极，微通道11与这三个电极组成重金属离子检测时核心工作区域；电极卡片2长度略大于卡槽14深度，嵌入后电极卡片2的一端留在卡槽14之外，这一端具有三个电极的接触脚26，检测时作为与电化学工作站电连接的接口。

在本实施例的检测装置中，电极卡片2和薄层流动池1组成了完整的微流控系统。使用以上实施例所述的便携式流场型电极重金属离子检测装置，通过ASV方法进行溶液中重金属离子检测的流程为：

1.待测溶液的配制：在含有重金属离子的待测溶液中加入铋离子（Bi³⁺）溶液和酸性底液；

2.检测系统的组装：将所述薄层流动池的进液管道12和出液管道13分别连接进液软管和出液软管，进液软管伸入所述待测溶液中，进液软管上设置蠕动泵，将所述电极卡片2的接触脚26与电化学分析工作站的对应接口连接；

3.富集过程：调节电化学分析工作站，在工作电极24和参比电极23间施加负电压；打开蠕动泵，驱动待测溶液从进液管道12流入微通道11开始预电解，废液自出液管道13排出；预电解结束后，关闭蠕动泵，静置待测溶液；

4.溶出过程：调节电化学分析工作站使工作电极24和参比电极23间施加的电压由负向正扫描，工作电极24上富集的待测重金属重新溶出；

5.检测数据采集：记录溶出过程工作电极24和对电极25回路中电流与工作电极电位，获得溶出伏安曲线。

通过溶出伏安曲线得到待测溶液的峰值电流i _p ，将i _p 与已知浓度的标准试样在相同条件下检测得到的峰值电流值对比计算，即可得出待测溶液浓度。

作为与薄层流动池1组合使用的电极卡片2，其常规的结构如图8所示：电极卡片2基片21上的工作区22中排列着三个电极，自上而下依次为参比电极23、工作电极24和对电极25，构成的串联式的三电极系统。ASV检测的预电解过程中，表面具有溶液层流运动的平面电极的电解电流为：

上式中，L为平行于层流方向的电极尺寸；b为垂直于层流方向的电极尺寸；u为溶液的流速；ν为溶液的运动粘度。根据该公式，增大流速和增加电极面积可增大电解电流，对提高预电解效率有利，但电极面积过大会导致电流密度变小且背景噪声增大，对定量分析极为不利，因此考虑在尽量不增加电极面积的前提下，设计电极形状使其有效工作区尽可能位于溶液流速较大的区域。以图8所示的电极卡片2为例，如果将其与鞍形的微通道11配合使用，则工作区22与微通道11重合，三个电极位于工作区22内的部分即为电极的有效工作部。

为使三个电极在鞍形微通道11内具有更有效的工作部，对图8所示的电极卡片2的常规电极进行改进。首先，根据流体动力学理论和软件计算模拟了微通道11中的流场分布，采用如图5所示的实施例中的鞍形微通道11及管道连接，在与图5相同视角下，其微通道11内的整个流场大致呈现如图9所示的S形分布，如图9所示；S形流场Z中具有两个流速相对稳定的理想区域，靠近进液管道12管口的位于S形上半部的区域流速最快，为第一理想区Z1，靠近出液管道13管口的位于所述S形下半部的区域流速缓慢但趋于平稳，为第二理想区Z2；基于上述流场分布状态，将电极卡片2上工作区22内的三个电极加以改进，使其具有沿流场分布的形状，设计制作出的流场型电极区别于普通形状电极，使用该类型的电极进行重金属离子检测，预期可以获得较长的作用时间和比较理想的稳定性，有助于提高检测的灵敏度和重现性。

鉴于流场有效利用的考虑，改进后的流场型电极可为全流场型电极，即电极分布于包括第一理想区Z1和第二理想区Z2的整个S形流场中；同时，改进后的流场型电极也可为半流场型电极，即电极分布在第一理想区Z1（S形流场Z的前半区，即S形上半部）或第二理想区Z2（S形流场Z的后半区，即S形下半部）；在图8所示电极卡片2的电极基础上经上述改进后的块状流场型电极如图10a至图10c所示，图中电极分别分布于流场S形的上半部、下半部及整个S形区域，电极卡片2的三个电极在工作区22中串联式排列，如图自上而下依次为参比电极23、工作电极24和对电极25。

作为另一较佳的实施方式，在图8所示电极卡片2的电极基础上改进后的流场型电极为并联排布的条状，如图11a至图11c所示，图中电极分别分布于流场S形的上半部、下半部及整个S形区域，电极卡片2的三个电极在工作区22中并联式相互平行排列，如图自左至右依次为对电极25、工作电极24和参比电极23。

采用上述改进形状后的三个电极，可在不增加电极整体面积的情况下获得更佳的作用时间和理想的稳定性，有助于提高检测的灵敏度和重现性。

上述块状和条状电极均存在尖角，会产生尖端效应，尖角越尖锐，引起的物理效应（如电荷密度等）越强，因此作为一种更佳的实施方式，可对电极尖角处进行了修圆处理，以避免尖端效应的产生；此外考虑到制作成本，将导电连接部分的边缘也修改为圆滑的曲线，尽量走捷径，最大限度节约电极材料；经过上述修圆改进的流场型电极如图12a至12f所示，分别对应图10a至图10c、图11a至图11c所示电极的改进。

本实用新型中电极卡片上的三个电极在检测时有两个工作状态：富集过程中的溶液流动状态下，在工作电极和参比电极之间加电压进行电解；溶出过程中的溶液静止状态下，在工作电极和对电极之间检测电流。为提高溶液流动状态下的电解富集效率，需要加大工作电极和参比电极的面积，而对电极工作时溶液处于静止状态，对面积和形状并不敏感，因此可在上述电极形状改进的基础上作出进一步改进，加大工作电极和参比电极的面积，如图12a至图12c所示，图中条状的三个电极中，工作电极24和参比电极23的宽度大于对电极25。

传统的离子选择性电极存在使用范围方面的局限性，其根结在于使用了液态的内充参比电解质；本实用新型上述实施例所述电极卡片采用了纯平面的全固态的电极，具有富集时间短、电压扫描速度快、自动补偿iR降、降低杂质离子干扰等优点，可解决传统的液态离子选择性电极不方便携带、不能倒置，不耐高温高压的问题；

丝网印刷技术是目前制备一次性电化学传感器电极的主要方法，本实用新型实施中的电极卡片即可采用丝网印刷工艺制作。丝网印刷以丝网印版作模具，所制作传感器电极的大小和形状可以改变，易于实现传感器电极的微型化和集成化；使用丝网印刷工艺可方便地将三个电极印刷在同一个电极卡片的基底材料上，制作出本实用新型实施例电极卡片表面的纯平面全固态的电极。

以下根据ASV对三个电极特性的要求，并结合丝网印刷电极的特点，明确了各个电极的材质和结构：

对于工作电极，要求电阻较小，比表面大，因此底层选择导电性较强的银，在导电银层上再覆盖一层碳，形成裸碳层的工作电极表面；参比电极要求电阻较大，电位稳定，分为工作区与非工作区，底层选择导电性的银，且银层在工作区与非工作区之间存在一定距离的断层，工作区表层使用银-氯化银，非工作区表层使用碳，碳层与银-氯化银层直接接触并覆盖底层断层区域，通过改变底层断层间距调控电极的电阻；对电极要求电阻小，表面性质稳定，底层选择银，表层选择碳；最后，对非工作区域选择绝缘油墨进行覆盖。结合三电极各层所需材料，设计电极印刷层次，如图13所示，在基片材料上首先印刷底层导电银层，其次印刷银-氯化银层，然后印刷碳层，最后印刷绝缘层。

以上所述方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述；各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，各实施例中所涉及到的技术特征在彼此之间不构成冲突的前提下可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系基于附图所示，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种便携式流场型电极重金属离子检测装置，包括微通道（11）和伸入所述微通道（11）中的三个电极，所述三个电极分别为工作电极（24）、对电极（25）和参比电极（23），其特征在于，所述微通道（11）为设置于薄层流动池（1）中的一个薄层状空腔；所述三个电极为平面全固态电极，设置在一个电极卡片（2）的基片（21）上；其中：

所述薄层流动池（1）在所述微通道（11）的两端设置有连通外部的进液管道（12）和出液管道（13），所述薄层流动池（1）还包括所述薄层状空腔下方设置的匹配所述电极卡片（2）形状的卡槽（14）；

所述电极卡片（2）可插拔的密合插入所述薄层流动池（1）上的所述卡槽（14）中，所述电极卡片（2）表面落入所述微通道（11）的区域为工作区（22）；所述三个电极在所述工作区（22）内沿待测溶液的流场分布；当所述电极卡片（2）完全插入所述卡槽（14）时，所述三个电极的接触脚（26）伸出所述卡槽（14）之外。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述微通道（11）的薄层状空腔为鞍形，所述进液管道（12）和出液管道（13）分别沿切线方向连接在所述薄层状空腔的两个顶端。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述微通道（11）内的待测溶液的所述流场为S形，所述三个电极在所述工作区（22）内沿所述S形流场分布。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述三个电极在所述工作区（22）内分布于所述S形流场的前半区、后半区或整个区域。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述三个电极在所述工作区（22）内的部分呈串联式设置。

6.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述三个电极在所述工作区（22）内的部分呈并联式设置。

7.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，将所述三个电极边缘的尖角进行修圆处理。

8.根据权利要求1至7任一项所述的检测装置，其特征在于，所述工作电极（24）和参比电极（23）的宽度大于对电极（25）。

9.根据权利要求1至7任一项所述的检测装置，其特征在于，所述进液管道（12）和出液管道（13）具有凸出的管道口。

10.一种用于权利要求1至9任一项所述的便携式流场型电极重金属离子检测装置的电极卡片（2）。